水利工程测量资料Word文档格式.docx

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为了监视其安全，便于及时维护和管理，充分发挥其效益，以及为了科研的目的，都应对它们进行定期或不定期的变形观测。

观测内容和项目较多，用工程测量的方法观测水工建筑物几何形状的空间变化常称之为外部变形观测。

通常包括水平位移观测、垂直位移观测、挠度观测和倾斜观测等。

从外部变形观测的范围来看，不仅包括建筑物的基础、建筑物本身，还包括建筑物附近受水压力影响的部分地区。

除外部变形观测之外，还要在混凝土大坝坝体内部埋设专用仪器，检测结构内部的应力、应变的变化情况，称其为内部变形观测；

这种观测常由水工技术人员完成。

在这一时期，测量工作的特点是精度要求高、专用仪器设备多、重复性大。

由上所述可以看出：

在水利枢纽工程的建设中，测量工作大致可分为勘测阶段、施工阶段和运营管理阶段三大部分。

在不同的时期，其工作性质、服务对象和工作内容不完全相同，亦在设计阶段为进行施工前的准备工作，例如，但是各阶段的测量工作有时是交叉进行的，

着手布置施工控制网；

而在施工期间，为了掌握施工质量，要测定地基回弹、基础沉降等，这就是变形观测的一部分内容；

在工程阶段性竣工或全部完工之后，要进行竣工测量，绘制竣工图等，这其中又包括了测图的工作内容。

而它们所采用的测量原理和方法以及仪器又基本相同。

所以我们不能将各阶段的测量工作绝对分开，应看成是一个互相联系的整体。

水利工程测量贯穿于水工建设的各个阶段，是应用测量学原理和方法解决水工建设中相关的问题。

由于近几年来，测绘仪器正向电子化和自动化方面发展，精度也在不断提高。

各种类型的全站仪已使测角、量边完全自动化，尤其是瑞士徕卡生产的ATC1800I测量机器人，使变形观测完全自动化。

它能自动寻找目标、自动观测、自动记录，真正实现了测量外业工作的自动化。

同时，随着空间技术的发展，全球定位系统（GPS）精度不断提高，它可以提供精密的相对定位，特别是它不要求地面控制点之间互相通视，且可以大量减少施工控制网中的中间过渡控制点，这在水利工程测量中将发挥极大的作用，也为水工建筑物的变形观测提供远离建筑物的基准点创造了条件。

3－2施工控制网的布设

勘测阶段在水利枢纽建筑区所布设的控制网，主要是为测绘大比例尺地形图服务，控制网的设计精度，取决于测图比例尺的大小，点位采用均匀分布。

因此，控制点的密度、精度及点的分布，都不能满足施工放样的要求。

在施工时必须重新建立施工控制网。

分析水工建筑物放样的精度要求，可以看出有以下两个特点：

一是松散性：

一个水利枢纽建筑物可以分成不同的整体，各部分（如大坝、溢洪道、船闸等）之间具有松散的联系。

不仅如此，在松散联系的各部分内部，如电站中各机组之间，它们的联系也是松散的；

我们可以利用这些松散部位作误差调整或吸收误差。

二是整体性：

一些相互关联的水工结构物之间和金属结构的建筑物都具有较高的相对精度要求，需尽可能采用相同的控制点或建筑物轴线、辅助轴线进行放样。

根据水工建筑物放样要求的上述特点，在考虑布设施工控制网时，首先应划分工程部位的松散区段和整体区段：

将闸门区段、水电厂房、船闸段、溢洪段等作为整体区段，而将这些建筑物的连接处作为松散区段；

以有金属结构联系的建筑物划分为整体区段，否则为松散区段；

因此，应先区分开各部分对放样精度的不同要求，然后确定设计方案。

根据所划分的整体区段的多少、彼此相距的远近、面积的大小，以及所占整个施工区面积的比例，来考虑施工控制网的布设方案。

如果整个区段相距较近，且合并面积占整个施工2左右）时，可考虑采用全面提区面积的比例较大，而整个主要建筑区的面积又不大（1km高整个施工控制网精度的方案，采用这种布网方案的控制网精度，需根据整体性要求最高的建筑物来设计。

当整体性区段彼此相距较远，或整体性建筑物虽相距较近，但它们联系后的面积较大时，则以不合并为宜。

此时，整个施工场地的控制网可只考虑放样各整体性区段的轴线（即：

只考虑绝对精度），而对局部的整体性区段则通过加密控制网来进行放样；

根据首级控制网（基本网）的精度（取决于仪器设备）及欲放样的整体性区段的放样要求，来决定加密控制网作为附合网或独立加强网（即在精度上高于首级控制）。

根据上述施工控制网的特点与水工建筑物对放样精度要求的特点，施工控制网布设时应遵循如下原则：

一、施工控制网应作为整个工程技术设计的一部分，所布设的点位应画在施工设计总平面图上，以防止标桩被破坏。

二、点位的布设必须顾及施工顺序和方法、场地情况、对放样的精度要求、可能采用的放样方法以及对控制点使用的频繁性等；

以考虑放样精度要求高的主要建筑物密集处为主。

．

一般来说，由于上游的点位随着坝身的升高，上、下游间通视将被阻挡而使一部分点位失去作用，故在布网时点位的分布应以坝的下游为重点；

但为了放样方便，布点时仍应适当照顾上游。

三、河面开阔地区的大型水利枢纽以分级布设基本网和定线网为宜。

对于高山狭谷、河面较窄地区的大、中型水利枢纽，在条件允许时可布设全面网，条件不具备则可采用分级布网。

根据具体情况，也可布设精度高于上一级的加密网。

b）（a（）

大坝施工控制网图5-3-1

直线型大坝的坝建筑物的平面位置以施工坐标系表示。

此时，四、在设计总平面图上，轴线通常取作坐标轴，所以布设施工控制网时应尽可能把大坝轴线作为控制网的一条边。

所以控制网边长通常投影到建筑物平均高五、施工放样需要的是控制点间的实际距离，程面上，有时也投影到放样精度要求高的高程面上，如水轮机安装高程面上。

）为某大型水利枢纽施工控制网的基本网形。

坝轴线包括在三角网内，且a（如图5-3-1，这样三角网可直接采用以坝轴线方向为坐标轴的施工坐标～06）01作为三角网的一条边（系。

坝址附近江面开阔，充分利用江中的两个沙洲来布点，既可缩短边长、增加点的密度，，这不仅又提高了控制网的精度。

控制网中布设了两菱形基线网（大坝的上、下游各一个）提供了可靠的检核条件，还可以使大坝地区控制网具有一定的精度。

）为另一水利枢纽施工控制网布设实例。

该枢纽的大坝在河床部分为混凝土b5-3-1（图，636m重力坝，两岸为土坝，其主要建筑物有厂房、溢流坝和升船机等。

混凝土坝总长为

78m。

最大坝高为河道两岸比较该水利枢纽地处山区，狭窄。

基本网为沿河两岸布设的三角锁，由六个三角形共八个点组成。

其中基东、等点控制了大坝、控3控4、基西、控8在大轴线，为加密大坝定线网提供依据。

坝附近下游河滩上布设了一条基线作为使大坝建筑区的控制网精度为最起始边，这对于主要建筑物的施工放样是很有高，基本网应布设两条基线，一般来说，利的。

第二条基线的精度不如受地形条件限制，高，可不参加平差而只起检核作用。

使测距目前由于全站仪的广泛使用，边角网及导线网也逐精度高于测角精度，渐应用于水利枢纽工程的施工控制网中，更有利于大坝控制网的精度也越来越高，及其精密设备的施工放样。

混凝土重力坝的放样3－3

）是一般混凝土重力坝的a图5-3-2（坝轴线它的施工放样工作包括：

示意图。

清基开挖线的放坝体控制测量，的测设，样和坝体立模放样等。

一、坝轴线测设混凝土重力坝的轴线是坝体与其它混凝土重力坝的坝体控制5-3-2图它的位置正确与附属建筑物放样的依据，一般否，直接影响建筑物各部分的位置。

计算出两端点的坐标以及和附先在图纸上设计坝轴线的位置，然后根据图纸上量出的数据，如图在现场用交会法或极坐标法，测设坝轴线两端点，近施工控制网中三角点之间的关系，。

为了防止施工时受到破坏，需将坝轴线两端点延长到两岸的山坡上，和B5-3-2（b）中的A点，分别埋桩，用以检查端点的位置。

～各定12二、坝体控制测量要建因此，混凝土坝的施工采取分层分块浇筑的方法，每浇一层一块就需要放样一次，坝体一般常用施工坐标系进行放样比较方便，立坝体施工控制网，作为坝体放样的定线网。

施工控制网可布设成矩形网。

为基准布设的矩形网，它是由若干条平行和垂直b）所示，是以坝轴线AB如图5-3-2（A坝轴线的控制线所组成，格网的尺寸按施工分块的大小而定。

测设时，将经纬仪安置在点，在坝轴线上选甲、乙两点，通过这两点测设与坝轴线相垂直的方向线，由点，照准Bˊ、ˊ、、、、ˊg和fg和hm以及ef甲、乙两点开始，分别沿垂线方向按分块的宽度钉出eˊˊˊˊ、ˊ、ˊ、ˊ、等连线延伸到开挖区外，在两侧mm及hhggffee等点。

最后将mh

山坡上设置Ⅰ、Ⅱ、…Ⅴ和Ⅰˊ、Ⅱˊ、…Ⅴˊ等放样控制点。

然后在坝轴线方向上，按坝顶的高程，找出坝顶与地面相交的两点Q与Qˊ，再沿坝轴线按分块的长度钉出坝基点2、3、4、…10，通过这些点各测设与坝轴线相垂直的方向线，并将方向线延长到上、下游围堰上或两侧山坡上，设置1ˊ、2ˊ、3ˊ……11ˊ和1″、2″、3″……11″等放样控制点。

在测设矩形网的过程中，测设直角时须用盘左、盘右取平均值，丈量距离应细心校核，以免发生错误。

三、清基中的放样工作

在清基工作之前，要修筑围堰工程，将围堰以内的水排尽，就可以开始清基开挖线的放样。

如图5-3-2（b）所示，可在坝体控制点1ˊ、2ˊ……等点上安置经纬仪，瞄准对应的

″……等，在这些方2控制点1″、如图向线上定出该断面基坑开挖点，将这记号的点，5-3-2（b）中有“×

”些点连接起来就是基坑开挖线。

开挖点的位置是先在图上求得，如然后在实地用逐步接近法测定的。

是通过某一坝基点设所示，图5-3-3从图上可以查得由坝轴线计断面图，A在地面到坝上游坡脚点ˊ的距离，沿断面方向量此距离，p上由坝基点A点的高程后，用水准仪测得A得点。

Aˊ点的设计高程之就可以求得它与清基放样示意图5-3-3图SAhmh，S＝点开始沿横断面方向量出。

从差1，当设计基坑开挖坡度为：

m时，则距离1111SmhAAhS＝点量出得（Ⅰ）点，然后再实测（Ⅰ）与ˊ的高差，同样由，又可计算出2222应按上法继接近相等，则该点即为基坑开挖点。

否则,得Ⅰ点,如果量得的距离与算得的S2在开挖范围外的该断面方向到量出的距离与计算的距离相等为止。

开挖点定出后，续进行，上，设立两个以上的保护桩，量得保护桩到Ⅰ点的距离，绘出草图，以备查核。

用同样方法可定出各个断面上的开挖点，将这些点连接起来即为清基时的开挖边线。

四、坝体立模中的放样工作．坝坡面的立模放样1坝体立模是从基础开始的，因此立模时首先要找出上、下游坝坡面与岩基的接触点。

是一个坝段的横断面图，5-3-4图

′′′′，BAFE假定要浇筑混凝土块A′的位置：

首先需要放样出坡脚点′的高程可先从设计图上查得块顶B以及上游设及距坝轴线的距离aHBˊC。

而后取坡面上某一点1计坡度：

m-H，则s=a+（Hˊ，设其高程为Bˊ1ˊC得）m，由坝轴线起沿断面量出sH1CˊHC点的高程C点，并用水准仪实测，C值相H如果它与Aˊ点的设计高程ˊAC点即为坡脚点。

否则，应根据等，Cs=a+（H实测的点高程，再计算Bˊ2ˊ点，得，从坝轴线量出）m-HsA2C'

用逐步接近法最后就能得到坡脚点．

的位置。

连接各相邻坡脚点，即为浇筑块上游坡脚线，沿此线就可按1：

m坡度架立坡面板。

坝坡立模放样图5-3-4

2．坝体分块的立模放样

在坝体中间部分的分块立模时，可将分块线投影到基础面或已浇好的坝块面上。

图5-3-5是第六坝段最底层分成甲、乙、丙三个坝块。

随着坝体向上浇筑，大坝的宽度变窄，坝块可

坝体分块立模放样示意图图5-3-5图5-3-6坝体分块示意图

～1.5m每一块的形状都呈矩形。

顾及大坝浇筑，每层厚度一般为能减少，但对不同的水平层，多米高的大坝，重复放样的次数很多。

为了混凝土浇筑的立模放样，通常在1003m，对于然后在上、下游围墙上建立垂直坝轴线的方向线，两岸建立标志，形成平行坝轴的方向线，在一条方向线的一根据所建立的方向线放样立模点的顺序是：

用方向线法放样立模控制线。

点）上的标志，在BA点）安置全站仪。

照准该方向线的另一端点（个端点（如图5-3-6中点）安置全站仪，照准；

在另一方向线的一端点（CP点附近根据全站仪标出这一方向线abPcd。

两条方向线的交点即为欲放样的立模点点上的标志，在P点附近再标出一方向线D点也可以首先计算其在施工控制网中的坐标，然后用全站仪P5-3-6如图所示。

对于放样的根据其坐标值用极坐标法或直角坐标法直接放样。

由于全站仪具有便于操作、计算简单、在全站仪的测程范围之内，只要两点能够通视，精度高、速度快等优点，而且不受地形限制，可以充分发还节省了大量的人力和物力。

即可获得满意结果。

这样不仅提高了放样的速度，因此，在目前全站仪在放样的同时，挥全站仪的智能化功能，还能及时检测放样的准确性。

使用比较普遍的情况下，极坐标放样法或直角坐标放样法是目前常用的施工放样方法。

在重力坝的立模放样中，（如实际作业时，一般每坝块）放样时，用方向法图5-3-75-3-72个点，如图1放出～再由它们用直角坐点，中的O标法或极坐标法放样出坝块当然也可以用全站仪的细部。

在控制点上直接放样出每坝再通过丈量各块的各个角点，以确定放样边的长度来检核，的精度。

在用全站仪放样每一块坝体的立模点P时，只要计算出P点在其施工控制网中的坐标，将全站仪安置在任每块坝体的细部放样图5-3-7一控制点上（只要能够通视即可），就可用极坐标法或直角坐标法放样出P点。

因此，放样的关键是P点的坐标计算，而坐标的计算是根据P点与坝体及控制点之间的几何关系来求得。

3－4渠道的选线及中线测量

渠道是农田水利基本建设的重要内容之一，分灌溉渠道和排水渠道两类。

无论兴修灌渠还是排渠，都必须进行测量，为设计施工提供依据。

一般中小型渠道的测量步骤为：

踏勘和选线，中线测量，纵横断面测量和土方计算及施工放样。

一、渠道的踏勘和选线

选择渠道线路应考虑以下几个主要条件：

一是渠道要尽量短而直，避开障碍物，以减少工程量和水流损失；

二是灌溉渠道应尽量选在比灌区稍高的地方，以便自流灌溉，而排水渠道应选在排水区较低的地方，以便排出区内积水；

三是土质要好，坡度要适当，以防渗漏、淤塞、冲刷和坍塌；

四是挖、填土石方量要小，渠道建筑物要少，尽量利用旧沟渠，要考虑综合利用，如对山区渠道布置应集中落差，以便发电。

根据上述条件，首先在图上选线，然后再到现场踏勘，最后进行实地选线。

图上选线：

若渠道大而长，一般应在地形图上选出几条线路作为预选方案，然后权衡利弊，从中定出一条比较好的线路。

如果渠道短而小，便可直接到实地踏勘、定线。

现场踏勘：

在图上选出渠道线路后，由各方面人员组成小组，到实地沿着选出的渠线勘察一遍，这叫踏勘。

在踏勘中，要进一步衡量选出的渠线是否符合要求。

最后把确定下来的方案标绘到地形图上。

二、渠道中线测量

中线测量的任务是要测出渠道的长度和转折角的大小，并在渠道转折处设置曲线。

在渠道线路初步选定后，接着就要在实地标出渠道中心线，并在实地打桩。

为了便于计算渠道长度及绘图施工，必须从渠道起点开始，

、、30m沿着渠道方向丈量渠道长度，每隔20m打一标桩（一般山地丘陵地区桩距或100m50m，称为里程）50m或100m或20m30m，平地桩距桩。

在两里程桩间地形坡度有明显的变化点或经过河、沟、坑、路以及需要构筑水利工程（涵洞、水泵房等）的地方，都应打桩，称为加桩。

标桩㎝左右的木桩，打入地下，305㎝、长可用直径桩头一侧削平朝向渠道起点，10㎝；

露出地面5至以便于注记。

在标定渠线的同时，应丈量出各标桩至起点的水平距离，用红铅笔或油漆记在桩头上或面向起点的桩侧面，作为桩号。

注记时，在距离的公里数和米数之间写“＋”号，如距离起所详见图5-3-8，米的标桩应写作点10501＋050。

渠道较长时，还要000示；

起点桩号应写成0＋，5-3-8绘出渠线草图在丈量距离时，（如图所示）作为设计渠道时参考。

绘制草图，不必象绘地形．

图那样细致，可以把整个渠线用一条直线表示，在线上用小黑点表示里程桩的位置，点旁写上桩号。

遇到转弯处，用箭头指出转向角方向，写上转角度数，以便用圆曲线相连接，使水流舒畅。

沿线的主要地形、建筑物，目测画下来，能显示渠道测量草图5-3-8图出特征即可，并记下地质情况，地下水位等资料，

以便绘制纵断面图和给设计施工安排提供参考。

当渠道的里程桩和加桩标定完成后，即可进行渠道的中线测量。

渠道中线测量就是渠道纵断面水准测量，其任务是测量出渠道中线上各里程桩及加桩的高程，为绘制纵断面图、计算渠道上各点的填、挖深度提供数据。

当渠线较长时，为了保证纵断面测量的精度和便于施工时引测高程，必须沿渠道中心线在施工范围以外埋设水准点，每1～3km敷设临时水准点。

水准点高程应尽可能与附近国家水准点连测。

局部地区测量小型渠道时，若附近无国家水准点，可采用假定高程进行测量。

水准点的测量一般按四等水准测量的精度要求进行实测。

测定了水准点高程之后，可依次测量出渠道中心线各里程桩和加桩的高程。

一般采用先计算仪器的视线高程，然后用视线高程减中视或前视读数来计算各桩点的高程。

渠道纵断面测量的观测、记录、计算的方法与公路中线的纵断面测量的方法相同。

不再详述。

3－5渠道横断面测量

渠道横断面测量的任务是测出渠线上里程桩和加桩处两侧的地形起伏变化的情况，绘出横断面图，以便计算填挖土石方工程数量。

横断面施测的宽度视渠道大小及地形变化情况而定，一般约为渠道上口宽度的2～3倍，渠道的横断面测量要求精度比公路横断面测量要求的精度低，通常距离量至分米，高差量测至厘米即可。

施测时，首先应在渠道的各中心桩上（里程桩和加桩）定出横断面方向，而后以中心桩为依据向两侧施测，中心桩的左侧为左横断面，中心桩的右侧为右横断面，左右的确定是以顺水流方向为准。

由于横断面的测量精度要求比较低，因此标定横断面的方向可用量角器或简单的十字架，当用量角器测定断面方向时，首先用钢尺或施工线标出中心线来，使量角器的一条直角边沿中心线方向，则另一条直角边所指的方向即为横断面的方向；

用十字架来确定横断面的方向时，将十字架立于中心桩上，用其中的一根木条上的两钉瞄准前（或后）一个中心桩，则另一对钉连线所指引的方向，即为与中心线成垂直的横断面方向。

横断面的方向确定后，即可测量横断面上各地形变化点与中心桩的距离和高差。

其测量方法有多种多样，有用标杆和皮尺配合测量，或用水准仪配合皮尺测量，也可以用全站仪直接测量距离和高差等。

水准仪和全站仪的观测方法与公路中线的横断面测量相同，不再详述。

在此只简单介绍标杆和皮尺配合测量的方法，在精度要求不高时，它是一种比较方便的重要方法。

标杆也称为花杆，它红白相间，间隔20㎝。

将皮尺的零点端置于断面的中心桩上，拉平皮尺与竖立在横断面方向上点的标杆相交，从皮尺上读得水平距离，从标杆上读得高差。

如0＋020桩左侧一段的第一点，读得水平距离2.5m，高差为－0.40m，测量结果用一分数表示，分母为距离，分子为高差如表5-2-3所示，接着继续由第一点向左测第二点，直至测到要求的宽度；

再在0＋020桩号右侧用同样的方法施测至要求的宽度；

这样完成了一个横断面的测量工作。

记录手薄类似于表5-2-3所示，其他桩号以同法进行。

3－6渠道纵横断面图绘制

一、渠道纵断面图的绘制根据各里程桩及通过渠道纵断面水准测量，得出了渠道中线上各里程桩及加桩的高程。

它是设计渠底坡度和计加桩的高程绘制成显示渠道纵向地面变化情况的图，称为纵断面图。

算土方的一项重要资料。

渠道纵断面图图5-3-9横轴表示距离。

为了明显地显示渠道纵断面图通常绘在毫米方格纸上，纵轴表示高程，倍。

常用20出渠道中线的地势起伏情况，纵断面图的高程比例尺往往是距离比例尺的10～。

绘图时，先在纵断1000：

或1：

2000100的比例尺：

高程为1：

200，水平距离为1再将实测的里程桩面图的里程横行内，按比例尺定出各里程桩和加桩的位置，并注上桩号，将这些点连成和加桩的高程记入地面高程栏，并按高程比例尺在相应的纵向线上标定出来，折线，即为渠道纵向的地面

所示。

线，如图5-3-9中的坡度栏在图5-3-9内，斜线表示设计渠道的坡度方向线，斜线上方注明坡度的大小，下方注明这一坡5-3-9度延续的距离。

如图延续距‰，所示的坡度为1.5渠道横断面图图5-3-10米。

各点的设计高离为400设计坡度和水平距离逐点计算出来程是指渠底的高程，它是根据渠道起点渠底的设计高程、的渠底设计＋0251.5000的，如0＋的渠底设计高程为44.80米，设计坡度为下降‰，则051.，将设计坡度线上两端点的高程标定到图上，两点的连m高程应为768044.?

.25?

?

441000线即为渠底的设计坡度线。

地面高程与设计高程之差，就是挖深或填高的数值。

二、渠道横断面图的绘制．

渠道横断面图的绘制方法基本上与纵断面图相同，为了方便计算面积，横断面图上

水平距离和高程一般采用相同的比例尺，常用的比例尺为1：

100或1：

200。

图5-3-10是0＋025桩处的横断面图，纵横比例尺圴为1：

100。

地面线是根据横断面测量的数据绘制而成的。

设计横断面是根据里程桩挖深（1.24m）、设计底宽（1.5m）和渠道边坡（1：

1）绘成的。

地面线与设计断面线所围的面积，即为挖方或填方的面积。

图中所注数字：

c代表挖深，22）。

4.0m）及填方面积（2.7mA及A分别为算得的挖方面积（Fc

3－7渠道施工